Monitoreo Sísmico

 

 
El seguimiento de la actividad sísmica es la técnica de vigilancia de volcanes más antigua que se utiliza. Su origen se remonta al siglo XIX cuando se desarrollaron los primeros instrumentos para el estudio de los sismos del volcán italiano Vesubio. Hoy día, la instrumentación de cualquier volcán empieza siempre por la instalación de un sismómetro, y paulatinamente se incorporan nuevos equipos en función de las posibilidades económicas y científicas de los países y los Centros de investigación.
Los sismos producidos por los volcanes no tienen relación con los que son generados por fallas tectónicas, y la metodología de observación para la sismicidad volcánica es muy diferente. Las fuentes que generan sismos en los volcanes son mucho más complejas y sus mecanismos todavía no han logrado ser comprendidos completamente.
Entre las fuentes que originan sismos volcánicos están: movimientos de magmas, degasificación, rompimiento de rocas por presión del magma o de los gases, explosiones de gases en el cráter, oscilaciones de columnas de gases, procesos de hundimiento en las calderas volcánicas, etc.

 

El estudio de una región volcánica desde el punto de vista sísmico es importante porque nos permite conocer diferentes aspectos del sistema volcánico. Entre otros la dinámica y los mecanismos de transporte de fluidos, los efectos o consecuencias derivados de esa dinámica y el posible estado de esfuerzos local y regional (Mecanismos de fuente sísmica).
 
 

Monitoreo deformación

 

  Gráficas (Actualizadas)

 
DESCRIPCIÓN:
 
El seguimiento de las deformaciones corticales asociadas a la actividad volcánica ha alcanzado un gran desarrollo en estos últimos años, impulsado por las recientes erupciones volcánicas a nivel mundial, actualmente son muchas las áreas volcánicas activas sobre las que se han emplazado redes geodésicas casi completas y que son observadas con regular periodicidad. Las técnicas o metodología aplicadas son muy variables y van desde las líneas de nivelación de alta precisión hasta las redes geodésicas más complejas. Otros métodos son los inclinómetros, extensómetros, mareógrafos, niveles de líquidos de vasos comunicantes o de burbuja y clinómetros de péndulo horizontal.
 
En el Volcán de fuego de Colima se están aplicando las técnicas de deformación, de redes de EDM, inclinómetros secos y gravimetría, y en fechas próximas inclinómetros electrónicos y  nivelación de primer orden.
 
El monitoreo de la deformación volcánica es una técnica de vigilancia que se fundamenta en la detección de los cambios que presenta el edificio volcánico. Estas variaciones se asocian con un movimiento interno de una fuente magmática en un cambio de  actividad volcánica.
 
El Monitoreo de la deformación volcánica puede realizarse mediante una serie de diversas técnicas de medición, pero las que se aplican en el Volcán de Colima son las siguientes:
 
              A) INCLINOMETRÍA ELECTRÓNICA
              B) DISTANCIOMETRÍA ELECTRÓNICA (EDM)
              C) NIVELACION TRIGONOMETRICA Y GEOMÉTRICA
              D) RED DE GPS
              E) INCLINOMETRÍA SECA
 

INCLINOMETRÍA ELECTRÓNICA
Técnica de medición realizada con inclinómetros electrónicos que registran los cambios  en un plano de una componente axial y radial que permite determinar los basculamientos de una pequeña región del edificio volcánico.
 

DISTANCIOMETRÍA ELECTRÓNICA
Técnica de medición que permite medir las distancias (Distanciómetro) desde una posición de referencia fija  hasta una serie de puntos (reflectores) localizados en el edificio volcánico.
 
NIVELACION TRIGONOMÉTRICA Y GEOMÉTRICA
Técnica de medición que permite detectar los cambios de altura o nivel en diferentes puntos del edificio volcánico.
 
 
VARIACIONES DE GPS

Técnica de medición que permite medir mediante un equipo de Posicionamiento Global los cambios de una red geodésica.
 
INCLINOMETRÍA SECA
Técnica de medición de alta precisión que determina variaciones de esa configuración especialmente de nivel relacionados con el movimiento interno de la fuente de deformación.
 
LOCALIZACIÓN DE MEDICIONES DE DEFORMACIÓN
Mapa de medición
 
 
PERSONAL PARTICIPANTE EN EL MONITOREO DE LA DEFORMACIÓN
Dr. Juan José Ramírez Ruiz ( Responsable)
M. en C. Hydyn Santiago Jiménez
Ing. Eliseo Alatorre Chávez
Sistemas Estatales De Protección Civil De Jalisco Y Colima.
Estudiantes de Apoyo
 
 
 Elaboró: Juan José Ramírez

Monitoreo Visual

 

Monitoreo visual
 
 
La transmisión de imágenes sobre la actividad del volcán es esencial ya que nos permitirá definir con precisión las características (dirección, altura, composición) de los eventos de tipo explosivo. Asimismo, nos permitirá delimitar la dirección de flujos de lava, flujos piroclásticos y lluvias de ceniza que con frecuencia se producen en el volcán de Fuego de Colima.
Como consecuencia de la actividad eruptiva de 1998, el personal del Observatorio Vulcanológico de la Universidad de Colima se dio a la tarea de implementar nuevos sistemas que pudieran ser utilizados para determinar con mayor precisión las condiciones de la actividad volcánica. De esta manera, se creó en noviembre de 1998 el Área de Monitoreo Visual, en la cual se ha trabajado en la puesta en marcha de dispositivos de vigilancia que permitan visualizar la actividad del volcán de Fuego las 24 horas del día durante todo el año.
Inicialmente la operación de este sistema de vigilancia comenzó con la implantación de dos cámaras de video que fueron instaladas en sitios opuestos. La primera, que recibe el nombre de Estación Naranjal, se situó 15 Km. al sur del volcán de Fuego, en las instalaciones del Observatorio Vulcanológico de El Naranjal. A partir de ese momento se obtuvieron los primeros registros continuos de monitoreo visual.
La otra estación, llamada Estación Nevado, se sitúa sobre el volcán Nevado de Colima, a 5.3 Km. al norte de la cima del volcán de Fuego y a una altura de 3850 metros sobre el nivel del mar. Por su cercanía a la cima del volcán de Fuego, esta estación ha proporcionado datos muy valiosos sobre las condiciones imperantes desde hace mas de 7 años y se han podido obtener imágenes del crecimiento de domos, flujos de lava, flujos piroclásticos, explosiones, lluvia de ceniza, caída de bombas volcánicas, incendios forestales y otros fenómenos aparejados a la actividad eruptiva.
Si bien es cierto que la visibilidad de estas cámaras depende siempre de las condiciones meteorológicas, en la actualidad se tienen instaladas 6 cámaras, 5 de ellas con vista al Volcán de Colima y una viendo la barranca La Lumbre. La distribución geográfica de las 6 cámaras se muestra en la siguiente imagen.
Distribucin geogrfica de las cmaras de monitoreo visual
El sistema consiste en cámaras de video que transmiten sus imágenes hasta el Observatorio Vulcanológico de la Universidad de Colima, situado a 30 kilómetros al Sur del volcán de Fuego.
Ver imagenes en Vivo
Imagen satelital
Cámara El Naranjal
Cámara BC
 
 

Geoquímica

 

Monitoreo Geoquímico
Un sistema volcánico interacciona con el medio ambiente de varias maneras. La geoquímica estudia los procesos de los tres estados físicos: sólido, líquido y gaseoso. Para el monitoreo de un volcán activo se estudian los cambios en tiempo de los procesos. Los niveles base muestran las características del sistema volcánico y con repetidas mediciones se pueden identificar fluctuaciones y algunas veces pronosticar la actividad eruptiva.
Aguas
Los acuíferos que están abajo la superficie del edificio volcánico representan una manera conveniente para ver la influencia volcánica. Los fluidos profundos pueden migrar hacia la superficie por fallas y fracturas donde se mezclan con agua meteórica. Se pueden medir varios parámetros en las salidas de las aguas: los manantiales y si se presentan variaciones se puede interpretar como está cambiando el sistema volcánico. Cada mes se miden las aguas en el campo y se toma una muestra para el análisis en el laboratorio. En el campo la temperatura, Ph, Eh, conductancia y sólidos totales disueltos dan una idea de la geoquímica del agua (Figura 1). Si se investiga más a fondo con el análisis de los iones individuales se puede indicar el carácter de la interacción con los fluidos volcánicos.
El Volcán de Colima presenta un indicador potente en las aguas de sus tres manantiales que están ubicados en su flanco Suroeste. La presencia del elemento volátil boro se relaciona con la actividad volcánica. Antes que iniciara la erupción en 1998, el nivel de boro aumentó en los tres manantiales. En 1999, el nivel bajó de nuevo de manera indetectable; en 2001, aumentó dos meses antes de que empezara a crecer el nuevo domo de lava. Esta medición representa un precursor valioso de la actividad. Desde 2001, el nivel de boro ha presentado varias fluctuaciones relacionados con cambios en la influencia de los fluidos profundos (Figura 2).
Gases
Los gases volcánicos pueden manifestarse en diferentes rutas. La más obvia es la salida de fumarolas, pero también existe un componente que migra a través del edificio volcánico. La composición y la concentración de los gases presentan otra herramienta para el monitoreo del estado del volcán.
El Volcán de Colima tiene fumarolas activas en la zona de la cima. Cuando hay acceso se pueden tomar muestras directas de los gases para analizarse en el laboratorio (Figura 3). Es importante medir las relaciones entre las diferentes especies para entender el comportamiento, por ejemplo si hay un cuerpo de magma subiendo en el conducto volcánico o una inyección de magma fresca en la cámara magmática.
Con instrumentos remotos se puede medir con más seguridad. Podemos medir el flujo del bióxido de azufre en el terreno o una avioneta. Este flujo es muy importante porque refleja la desgasificación del magma y la capacidad de los gases a escapar por el conducto. Si éstos no pueden escapar fácilmente, existe la posibilidad de actividad explosiva. En la Figura 4 se pueden ver los cambios en el flujo de SO2 durante los últimos cuatro años.
La variación en el nivel del bióxido de carbón sobre el edificio volcánico proporciona información sobre su estructura. Las fallas presentan una ruta para que el gas pase con mayor facilidad a la superficie. Con un mapa de los gases se pueden ubicar diferentes estructuras. Las mediciones son relativamente fáciles y rápidas (Figura 5). Se pueden relacionar las fluctuaciones temporales con el ascenso de magma en el conducto.
Sólido
Cuando se presenta material nuevo en forma de domo o flujo de lava es importante analizar su composición. Haciendo comparaciones con las anteriores muestras, se puede interpretar el comportamiento del volcán. Por ejemplo, hay minerales que se forman a profundidades especiales y su presencia indica la profundidad del magma cuando estos se cristalizaron. El estudio de la geoquímica de las rocas es importante para saber el comportamiento a largo plazo.
Actividad explosiva

 

Desde marzo de 2003 el Volcán de Colima ha presentado actividad explosiva. Para crear un modelo de este tipo de actividad estamos utilizando varias técnicas para obtener datos diversos. Con un sensor de infrarrojo se mide la emisión térmica de la columna eruptiva que consiste en gases y partículas sólidos principalmente ceniza. Éstas se comparan con las señales sísmicas: las áreas presentan una idea de la energía del evento y por la información del tiempo se puede estimar su velocidad de ascenso. En mediciones con un espectrómetro de ultravioleta se puede medir el volumen de gas que emerge en una explosión.

Monitoreo Pluvial

 

 

  Gráficas Pluviométricas

 
 
La precipitación pluvial se viene monitoreando desde el año 2006 mediante dos estaciones pluviométricas colocadas sobre el edificio volcánico. La colocación de las estaciones se realizó aprovechando los sistemas de telemetría de los inclinómetros electrónicos PC02 y PCJ1  localizados al Sur y Este respectivamente en el edificio volcánico. (Fig. 1).
En el estado de Colima se tiene un precipitación media anual que oscila entre los 900 y 1200 milímetros de Agua. Como se puede apreciar en la Fig. 2, la zona de mayor precipitación en los 10 municipios del Estado es precisamente la región Norte, donde se instalaron las dos estaciones pluviométricas.
Fig. 2. Zonificación de la precipitación promedio anual en el Estado de colima.
 
Debido a la condición topográfica y morfológica del Estado de Colima, la precipitación en la región Norte del estado regula el régimen hidrológico de la entidad.
 
Elaboró: Juan José Ramírez.